科研进展丨厦门大学洪文晶团队唐淳与夏海平团队合作:在单分子器件电输运的量子干涉领域取得重要突破


本课题组和夏海平教授课题组在单分子器件电输运的量子干涉领域取得重要突破。相关研究成果以“Multicenter Bonds Based Quantum Interference in the Charge Transport Through Single-Molecule Carborane Junctions”为题发表于《Angewandte Chemie-International Edition》( DOI: 10.1002/anie.201904521 )。

量子效应对于单分子器件的性能具有重要影响,其中量子干涉效应被认为具有很大的应用潜力,可用于构筑高性能单分子器件。近年来,单分子尺度的量子干涉效应作为纳米尺度的独特尺度效应研究得到了科研人员的高度关注,但是之前的大部分研究均是基于传统两中心-两电子的价键体系。在这些体系中,量子干涉效应被证明可以通过p通道或s通道的电荷输运所实现,而在这两种通道之外,是否存在以及如何存在量子干涉是一个重要但一直未解决的科学问题。本工作通过单分子电导测量技术研究了基于三中心-两电子键的碳硼烷分子,首次观测到在这一非传统价键体系的量子干涉效应,并发现这一体系表现出比传统价键体系更显著的量子干涉特征。本工作不仅拓展了具有量子干涉的分子体系丰富性,而且为非传统价键体系的量子干涉研究提供了重要参考。

该研究工作是在洪文晶教授与夏海平教授共同指导下完成的,第一作者为能源材料化学协同创新中心(iChEM)博士研究生唐淳,理论计算由iChEM博士研究生陈李珏完成,iChEM博士研究生陈志昕、华煜晖、博士后林禄春、研究生张珑漪、李国鹏、叶艺玲,本科生严哲伟、黄龙凤参与了部分工作,师佳副教授和刘俊扬副研究员参与了该研究工作的指导。该工作获得了国家自然科学基金委(21722305、21703188、21673195、U1705254),国家重点研发计划课题(2017YFA0204902)以及中国博士后面上基金(2017M622060)的资助以及固体表面物理化学国家重点实验室、能源材料化学协同创新中心的支持。

论文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201904521